Напряженно-деформированное состояние жестких покрытий в зоне штыревых соединений

• Автор: Битнев, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Ф ГЛАВА 1. ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ШВОВ

ЖЕСТКИХ ПОКРЫТИЙ И РАБОТ, ПРОВЕДЕННЫХ В ОБЛАСТИ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Конструкции швов жестких покрытий

1.2. Анализ теоретических и экспериментальных исследований стыковых соединений.

1.3. Выводы и задачи исследований.

ГЛАВА 2. ВЫБОР МЕТОДА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ ОСНОВАНИЯ И ПОКРЫТИЯ 2.1. Выбор метода теоретических исследований

2.2. Выбор модели основания.

2.3. Выбор параметров расчетной модели

2.4. Выводы.
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО
ДЕФОРМИРОВАНОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ПЛИТ ЖЕСТКИХ
ПОКРЫТИЙ
3.1. Напряженное состояние штырей стыкового соединения
в зависимости от его геометрических параметров
3.1.1. Влияние толщины плиты на напряженное состояние
штырей.
3.1.2. Влияние шага штырей на их напряженное состояние .
3.1.3. Влияние диаметра штырей на их напряженное состояние.
3.1.4. Распределение напряжений но длине штыря
3.1.5. Распределение напряжений между смежными штырями
3.2. Напряженное состояние бетона возле штырей.
3.2.1. Влияние толщины плиты на напряжения в бетоне
3.2.2. Влияние шага штырей на напряжения в бетоне
ф 3.2.3. Влияние диаметра штырей на напряжения в бетоне .
3.2.4. Распределение напряжений в бетоне возле смежных
штырей
3.3. Контактные напряжения в основании под краями
смежных плит
3.3.1. Влияние толщины плиты на контактные напряжения
3.3.2. Влияние диаметра штырей на контактные напряжения.
3.3.3. Влияние шага штырей на контактные напряжения Ф 3.4. Отказ элементов стыкового соединения
3.5. Влияние штыревого соединения на деформации края плиты.
3.6. Выводы.
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ
ПЛИТ НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ, ОБЪЕДИНЕННЫХ ШТЫРЕВЫМ СОЕДИНЕНИЕМ
4.1. Методика экспериментальных исследований.
4.2. Свойства материалов опытных образцов плит и основания.
4.3. Планирование объема опытных испытаний
4.4. Анализ результатов испытания модели цементобетонного покрытия.
4.4.1. Оценка влияния стыкового соединения на деформированное состояние плит.
4.4.2. Оценка влияния штырей на напряженное состояние бетона.
4.4.3. Оценка напряженного состояния штырей.
4.5. Выводы
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СТЫКОВЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
ф ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Искусственное основание - несущая часть конструкции, обеспечивающая совместно с верхним слоем передачу усилий на грунтовое основание. В состав искусственного основания могут входить дополнительные слои из щебня, гравия, песка и других материалов, которые одновременно выполняют функции дренирующих, морозозащитных, противозаиливающих и капилляропрерывающих слоев. Естественное грунтовое основание - подстилающие грунты из местного или привозного материала, воспринимающие нагрузки, передаваемые через верхний слой и искусственное основание []. При воздействии температуры и изменении влажности бетона в монолитных жестких покрытиях возникают растягивающие, сжимающие и изгибающие напряжения, которые могут достигать предела прочности бетона, как при сжатии, так и при растяжении [4]. Расстояние между поперечными швами обычно не более 7,5 м в бетонных, м - в армобетонных и м - в железобетонных покрытиях. Расстояние между продольными швами не превышает ширины захвата бетоноукладочных машин и составляет 7,0 - 7,5 м. В зарубежной практике известны случаи, когда поперечные швы выполнялись под углом к продольной оси покрытия [4]. Считается, что, располагая швы таким образом можно улучшить эксплуатационные качества покрытия, поскольку устраняется возможность одновременного удара двух колес одной оси при пересечении шва. Теоретических исследований, подтверждающих данный эффект не найдено, однако в нормах Франции применение такого расположения шва в жестких покрытиях предусмотрено [0]. Известны случаи, когда поперечные швы располагались в шахматном порядке [4, , ], в результате чего в покрытии часто появлялись трещины, являющиеся “продолжением шва” в смежной плите. По назначению швы в покрытии подразделяются на швы расширения и сжатия. Швы расширения предназначены для обеспечения возможности горизонтальных перемещений бетонных плит при воздействии положительной температуры и изменении влажности бетона, и предотвращения, тем самым, появления опасных сжимающих напряжений в бетонных плитах, и обеспечения продольной устойчивости последних []. Ширина шва расширения назначается с учетом длины плиты, изменений температуры в районе строительства и деформативных свойств заполняющего шов материала. Расстояние между швами расширения определяют расчетом в зависимости от температуры воздуха во время бетонирования покрытия, климатических условий района строительства и конструктивных особенностей покрытия [4, , ]. В результате этого величина расстояния между швами расширения до настоящего времени не установлена достаточно точно и, как правило, в разных странах назначается различной. В России отказ от устройства швов расширения в жестких покрытиях привел к серьезным деформациям аэродромных плит [, ]. Анализ работы покрытий показал, что, в частности, для регионов с жарким климатом швы расширения необходимы. Швы сжатия в бетонных покрытиях предназначены для снижения растягивающих напряжений, которые возникают в бетонных плитах при сокращении их размеров за счет воздействия отрицательной температуры или изменения влажности бетона. В основном применяются две конструкции швов сжатия: сквозной и ложный. Сквозной стыковой шов образуется установкой на основание в месте устройства шва сплошной прокладки на полную толщину покрытия. Ложный шов благодаря возможности механизации его устройства при непрерывном механизированном способе строительства бетонных покрытий нашел наибольшее распространение во всех странах. Этот тип шва устраивают путем прорезания плиты сверху на четверть толщины, что обеспечивает направленное образование трещин, возникающих при укорочении плит. Основные параметры ложных швов, применяемых в различных странах, изменяются в сравнительно широких пределах, что указывает на отсутствие до настоящего вре. В процессе строительства покрытия при возникновении неожиданных перерывов в укладке бетонной смеси, например, устранение поломки оборудования, прекращение поступления бетона, преждевременное окончание смены и т. Рабочий шов может устраиваться по любому типу шва.